CN101977672A - 溶解装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于通过将第二流体溶解到第一流体中形成溶液的溶解装置，该溶解装置包括：供给第一流体的第一供给管；供给第二流体的第二供给管；涡流导引壳，其与第一供给管和第二供给管流体连通，其中涡流导引壳的顶部敞开，并且涡流导引壳的底部封闭以便导引第一流体和第二流体到所述顶部；板，其具有多个孔并且封闭涡流导引壳的内部；涡流导引管，其布置在板的多个孔处，以便将第一流体和第二流体导引到涡流导引壳的所述顶部，其中涡流导引管成对布置，以便相对于彼此面对第一流体和第二流体的出口；和耐磨罐，其在耐磨罐的一侧具有出口，以将溶液排出，其中第二流体被溶解在第一流体中，耐磨罐围绕涡流导引壳并且将溶液从涡流导引壳的敞开顶部导引到出口。

Description

溶解装置
技术领域
本发明涉及一种溶解装置，尤其涉及具有多个涡流导引管和板的溶解装置，从而增加第二流体对第一流体的溶解性，以便于溶解两种流体。
背景技术
通常，碳酸水通过利用特定容器制成，该容器可容纳水到预定的深度，气体注射喷嘴具有密封件，该密封件可密封特定容器的入口。当水被注入容器内并且容器的入口被密封件密封之后，通过在一定压力下将CO2注入容器内以将CO2溶解在水中制成碳酸水。
然而，由于用于制成碳酸水的这种传统装置直接通过气体注射喷嘴将气体注入液体中而形成，因而气体和液体之间的接触区域被限定到气体注射区域。因此，这种传统装置具有不能有效地将气体溶解到液体中的缺点。
发明内容
本发明的一个目的是解决上述缺点。本发明的目的是提供一种溶解装置，其通过使用多个涡流导引管和板可扩大第一流体和第二流体之间的接触区域，籍此第二流体可有效地溶解于第一流体中，并具有很高的浓度。
根据本发明的溶解装置用于通过将第二流体溶解到第一流体中制成溶液，该溶解装置包括供给第一流体的第一供给管；供给第二流体的第二供给管；与第一供给管和第二供给管流体连通的涡流导引壳，其中涡流导引壳的顶部敞开，并且涡流导引壳的底部封闭，以便将第一流体和第二流体导引到顶部；具有多个孔的板，该板封闭涡流导引壳的内部；涡流导引管，其布置在板的多个孔处，以便将第一流体和第二流体导向涡流导引壳的顶部，其中所述涡流导引管成对布置，以便相对于彼此面对第一流体和第二流体的出口；以及刚性(staying)罐，其具有位于耐磨罐一侧的出口，以便将溶液排出，其中第二流体被溶解在第一流体中，所述耐磨罐围绕涡流导引壳并且使得溶液从涡流导引壳的敞开顶部导向出口。
而且，根据本发明的溶解装置用于通过将第二流体溶解到第一流体中制成溶液，该溶解装置还包括供给第一流体的第一供给管；供给第二流体的第二供给管；涡流导引壳，其与第一供给管和第二供给管流体连通，其中涡流导引壳的顶部敞开，并且涡流导引壳的底部封闭，以便将第一流体和第二流体导向顶部；板，其具有多个孔并且封闭涡流导引壳的内部；涡流导引管，其布置在板的多个孔处，以便将第一流体和第二流体导向涡流导引壳的顶部，其中涡流导引管成对布置，以便相对于彼此面对第一流体和第二流体的出口；以及耐磨罐，其具有位于耐磨罐一侧的出口，以便将溶液排出，其中第二流体被溶解在第一流体中，所述耐磨罐与涡流导引壳的敞开顶部流体连通并且向下导引溶液，其中所述第二流体被溶解在第一流体中，以便通过布置在耐磨罐的下部上的出口排出溶液。
本发明包括上述结构，可通过使用多个涡流导引管和板使第二流体和第一流体之间的接触区域变宽，因此本发明可有效地增加第二流体对第一流体的溶解性。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的溶解装置100的横截面视图，其中示出了第一流体和第二流体的循环；
图2是根据本发明的第二实施例的溶解装置200的横截面视图，其中示出了第一流体和第二流体的循环。
具体实施方式
本发明的优选实施例将在下面结合附图详细进行解释。
第一实施例
图1是根据本发明的第一实施例的溶解装置100的横截面视图，其中示出了第一流体和第二流体的循环。
如图1所示，根据本发明的溶解装置100包括耐磨罐101、第一供给管111、第二供给管112、涡流导引壳110、板130以及涡流导引管141和142。溶解装置100通过将第二流体溶解在第一流体中形成溶液。第一流体是液体，例如水，第二流体是气体或液体，其特性与第一流体的特性不同。在下面的描述中，为了方便起见，第一流体被称为第一液体，第二流体被称为第二液体或气体。
耐磨罐101围绕涡流导引壳110并且具有用于在耐磨罐101的一侧排出溶液的出口102。耐磨罐101包括至少一个涡流导引壳110。耐磨罐101包含溶液并且将溶液从涡流导引壳110的敞开顶部导向出口102。在这里，溶液是液体，其包含第一液体和第二液体和/或气体，其中通过第二供给管112供给的第二液体或气体被溶解在通过第一供给管111供给的第一液体中。如果第一液体是水，通过第二供给管供给的气体是CO2或O2，那么形成的溶液分别是碳酸水或氧化水；如果通过第二供给管供给的第二液体是染料，那么形成的溶液是稀释的染料溶液。
涡流导引壳110被安装在耐磨罐101内并且与第一供给管111和第二供给管112流体连通。涡流导引壳110引导第一液体和第二液体(或第一液体和气体)，其中第一液体和第二液体(或第一液体和气体)通过第一供给管111和第二供给管112供给到涡流导引壳110的内部，进而供给到涡流导引壳110的顶部。涡流导引壳110的顶部敞开，而其底部封闭。如图1所示，涡流导引壳的敞开部分被示例为布置在耐磨罐的内部的顶部处，但是可以布置在涡流导引壳的一侧上。而且，涡流导引壳的结构、安装位置和数量可以在本领域技术人员显而易见的范围内改进或变化。
板130安装在涡流导引壳110内，以便封闭涡流导引壳110的内部。板130具有多个孔131，供给到涡流导引壳110的第一液体和第二液体(或第一液体和气体)流过多个孔131，进而流到涡流导引壳110的顶部。板130的结构、尺寸和数量可以在本领域技术人员显而易见的范围内改进或变化。
第一涡流导引管141和第二涡流导引管142安装到板130的孔131。更优选地，第一涡流导引管141和第二涡流导引管142被安装成穿过板130的孔131向上和向下延伸。
优选地，第一涡流导引管141弯曲成
Figure BPA00001228883800041
形状并且具有第一流入孔141a和第一流出孔141b。第二涡流导引管142弯曲成
Figure BPA00001228883800042
形状并且具有第二流入孔142a和第二流出孔142b。
第一涡流导引管141和第二涡流导引管142成对布置在板130上，使得第一流出孔141b面对第二流出孔142b。涡流导引管141和142的结构、尺寸和数量可以在本领域技术人员显而易见的范围内改进或变化。
在本实施例中，多个板130和多个涡流导引管141和142沿涡流导引壳110的纵向方向(即，流体的流向)布置在涡流导引壳110中。通过这种布置，第一液体和第二液体(或第一液体和气体)顺序流过板和涡流导引管，因此增加了气体到第一液体的溶解性。而且，可以增加彼此间具有不同特性的第一液体和第二液体之间的溶解性。
下面参考附图1描述供给到涡流导引壳110的第一液体和气体的流动和形成的涡流。第一液体和第二液体的流动和涡流产生与第一液体和气体的流动和涡流产生相同。因此，下面的描述中将集中在第一液体和气体的流动和涡流产生上，并且第一液体和气体被示出为沿附图中的箭头方向流动。
第一液体和气体通过第一供给管111和第二供给管112流入涡流导引壳110的底部，第一供给管111和第二供给管112与涡流导引壳110流体连通。
第一液体和气体由于第一液体和气体的顺序流入而向上流动。一些向上流动的第一液体和气体连续向上流动，然后通过第一流入孔141a和第二流入孔142a流入第一涡流导引管141和第二涡流导引管142。第一液体和气体的其余部分由板130的底部130b封闭，以便重新导向涡流导引壳110的底部。被板130的底部130b封闭的第一液体和气体由于撞击产生涡流，籍此气体被溶解在第一液体中。
根据第一涡流导引管141的轮廓，流入第一入口孔141a的第一液体和气体的流动方向改变为第一出口孔141b的方向。而且，根据第二涡流导引管142的轮廓，流入第二涡流导引管142的第一液体和气体的流动方向改变为第二出口孔142b的方向。
流入涡流导引壳110并且继续向上流动的第一液体和气体的方向在第一涡流导引管141和第二涡流导引管142处改变，然后，第一液体和气体通过第一出口孔141b和第二出口孔142b排出，第一出口孔141b和第二出口孔142b布置成彼此面对。由于第一液体和气体之间的撞击产生涡流，该涡流沿彼此面对的方向流动，从而第一液体和气体之间的接触区域变宽，以便增加气体对第一液体的溶解性。在该过程中，产生溶液，其中气体被溶解在第一液体中。
从第一出口孔141b和第二出口孔142b排出的第一液体和气体彼此撞击，然后由于第一液体和气体的顺序流入，流动方向向上变化。第一液体和气体的流动沿箭头方向继续。
高浓度的溶液通过穿过多个板130和多个涡流导引管141和142产生，并且从涡流导引壳110的敞开顶部流入耐磨罐101。在溶液和气体从涡流导引壳110的敞开顶部流向出口102期间，溶液和气体的混合状态被稳定。溶液通过出口102排出，出口102布置在耐磨罐101的侧部。
下面将参考图2描述根据本发明的第二实施例的溶解装置。
第二实施例
图2是根据本发明的第二实施例的溶解装置200的横截面视图，其中示出了第一流体和气体的循环。第一液体和第二液体的循环与第一液体和气体的循环相同。
在本实施例中，涡流导引壳210的结构的描述、板230和涡流导引管241和242的结构和位置、第一供给管211和第二供给管212的位置、液体的流动方向以及气体的流动方向由于上述结构具有与第一实施例相同的功能，因而被省略。
在下面将仅仅描述耐磨罐201的结构以及耐磨罐201和涡流导引壳210之间的连接，其中耐磨罐201和涡流导引壳210不同于第一实施例的耐磨罐101和涡流导引壳110。
如图2所示，涡流导引壳210没有安装在耐磨罐201内，而是安装在涡流导引壳210的顶部，该涡流导引壳210与耐磨罐201的顶部流体连通。换句话说，涡流导引壳210和耐磨罐201具有“∩”的形状，其中涡流导引壳210的顶部和耐磨罐201的顶部彼此连接。
流入涡流导引壳210内部的第一液体和气体以与第一实施例相同的方式流动，然后通过涡流导引壳210的敞开顶部流入耐磨罐201。
从本发明的上述实施例，值得注意的是本领域技术人员可以根据上述教导进行改进和变化。因此，应当理解的是，可以对本发明的特殊实施例做任何变化，该变化落入随附权利要求书的范围和精神内。

Claims (2)

1.一种用于通过将第二流体溶解到第一流体中形成溶液的溶解装置，该溶解装置包括：
供给所述第一流体的第一供给管；
供给所述第二流体的第二供给管；
涡流导引壳，其与所述第一供给管和所述第二供给管流体连通，其中所述涡流导引壳的顶部敞开，并且所述涡流导引壳的底部封闭以便导引所述第一流体和所述第二流体到所述顶部；
板，其具有多个孔并且封闭所述涡流导引壳的内部；
涡流导引管，其布置在所述板的所述多个孔处，以便将所述第一流体和所述第二流体导引到所述涡流导引壳的所述顶部，其中所述涡流导引管成对布置，以便相对于彼此面对所述第一流体和所述第二流体的出口；和
耐磨罐，在所述耐磨罐的一侧具有出口，以将所述溶液排出，其中所述第二流体被溶解在所述第一流体中，所述耐磨罐围绕所述涡流导引壳并且将所述溶液从所述涡流导引壳的敞开顶部导引到所述出口。
2.一种用于通过将第二流体溶解到第一流体中形成溶液的溶解装置，该溶解装置包括：
供给所述第一流体的第一供给管；
供给所述第二流体的第二供给管；
涡流导引壳，其与所述第一供给管和所述第二供给管流体连通，其中所述涡流导引壳的顶部敞开，并且所述涡流导引壳的底部封闭以便导引所述第一流体和所述第二流体到所述顶部；
板，其具有多个孔并且封闭所述涡流导引壳的内部；
涡流导引管，其布置在所述板的所述多个孔处，以便将所述第一流体和所述第二流体导引到所述涡流导引壳的所述顶部，其中所述涡流导引管成对布置，以便相对于彼此面对所述第一流体和所述第二流体的出口；和
耐磨罐，在所述耐磨罐的一侧具有出口，以将所述溶液排出，其中所述第二流体被溶解在所述第一流体中，所述耐磨罐与所述涡流导引壳的敞开顶部流体连通，并且向下导引所述溶液，其中所述第二流体被溶解在所述第一流体中，以便通过布置在所述耐磨罐的下部上的出口排出所述溶液。
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